Koken in een koekenpan met olie kan snel gevaarlijk worden als "explosieve" hete oliedruppels uit de pan springen, leiden tot pijnlijke brandwonden. Maar deze druppeltjes doen misschien nog iets schadelijkers:bijdragen aan luchtvervuiling binnenshuis.

Een groep onderzoekers van de Texas Tech University en Utah State University die deze "explosieve druppeltjes" onderzoeken, zullen hun werk presenteren om de vloeistofdynamiek achter dit fenomeen bloot te leggen tijdens de 70e jaarlijkse bijeenkomst van de American Physical Society's Division of Fluid Dynamics, wordt gehouden van 19-21 november, 2017, in Deventer, Colorado.

"We hebben ontdekt dat een zeer groot aantal kleine oliedruppeltjes vrijkomt wanneer zelfs maar een enkele, kleine druppel water in contact komt met hete olie, " zei Jeremy Marston, een assistent-professor aan de Texas Tech University.

Om modelexperimenten van de explosieve dynamiek uit te voeren, het team begon met een dun laagje olie - canola, pinda of sojaboon - en de temperatuur gemeten met een thermokoppel. "Vervolgens, we injecteren een kleine druppel water en nemen het evenement op met een high-speed videocamera, "Zei Marston. "Het resulterende fenomeen is dramatisch - je kunt de explosieve vrijlating zien wanneer het water, gevangen onder de olie, verdampt ineens. Hierdoor scheurt de oliefilm en vliegen er oliedruppels in het rond."

Enkele veelvoorkomende voedingsmiddelen koken, zoals een kipfilet, omvat een aanzienlijke hoeveelheid ingesloten water. Hoe hoger het watergehalte, hoe groter het aantal van deze explosieve druppelgebeurtenissen, wat betekent dat er nog meer oliedruppels de lucht in gaan.

"Ons onderzoek kan met name relevant zijn voor Chinese kookmethoden waarbij water wordt toegevoegd aan hete woks, ' zei Marston.

Onder hun meer verrassende bevindingen, volgens Marston, is dat vrijgekomen oliedruppels submicron-formaat kunnen hebben, waardoor ze potentieel gevaarlijk zijn omdat ze kunnen worden ingeademd. De groep beoordeelt momenteel de ware grootteverdeling van vrijgekomen oliedruppels en hoe ver ze in de omgeving kunnen reiken met of zonder goede ventilatie.

"Het is bekend dat er wereldwijd miljoenen doden vallen als gevolg van luchtvervuiling binnenshuis, maar we weten nog niet hoeveel koken in slecht geventileerde keukens daaraan bijdraagt, " zei Marston. "We zijn van plan om een ​​gedetailleerde studie uit te voeren om te kwantificeren hoeveel invloed keuken-gebaseerde aerosols hebben op de luchtvervuiling binnenshuis. uiteindelijk, we hopen dat ons onderzoek richting kan geven aan ontwerpen voor verbeterde ventilatiesystemen om deze ultrafijne aerosolen te verwijderen."

Marston en zijn groep richten zich op meer gedetailleerde beeldvorming met high-speed video. "Om de fundamentele wetenschap te verkennen, we zullen driedimensionale volumetrische beeldvorming en thermische beeldvorming uitvoeren om de verspreiding van de aerosolen die vrijkomen bij het koken te beoordelen, " zei hij. "We zullen ook enkele voorbereidende proeven uitvoeren met een nieuw luchtgordijn dat in de huidige ventilatiesystemen kan worden geïntegreerd. En aangezien sommige van de druppeltjes inhaleerbaar en potentieel gevaarlijk zijn, we zijn ook van plan om een ​​'aerosol-deeltjesmeter' te gebruiken die tot op de nanometer kan meten om te zien hoe klein deze deeltjes kunnen zijn."